em 13/08/2024 772

Guia para dominar o medidor SWR/VSWR para obter desempenho ideal

O medidor de relação de onda em pé (SWR) é uma ferramenta grave nas comunicações de rádio, dinâmica para avaliar a eficiência da transmissão de energia entre um transmissor e sua antena.À medida que os sistemas de radiofrequência (RF) se tornam mais complexos, a necessidade de operação precisa aumenta.Conhecida também como a razão de onda em pé de tensão (VSWR) ou o medidor de onda em pé (ISWR), o medidor de SWR mede o SWR nas linhas de transmissão ou nos alimentadores de antena.Esses dados são úteis para garantir que o alimentador do transmissor e a antena sejam bem compatíveis, otimizando o uso de energia e maximizando a radiação eficaz.

Este artigo explora os detalhes técnicos, aplicações práticas e séria importância de medidores de SWR nos modernos sistemas de comunicação de RF, oferecendo um guia completo da configuração para a solução de problemas, enfatizando seu papel significativo na melhoria da confiabilidade e eficiência da comunicação.

Catálogo

Figura 1. Medidores de SWR

Introdução aos medidores de SWR

O medidor SWR (relação de onda em pé) é uma ferramenta dominante nas comunicações de rádio.Ele mede a proporção de onda permanente nas linhas de transmissão ou alimentadores de antena, garantindo uma transmissão efetiva de energia.Às vezes chamado de VSWR (relação de onda em pé de tensão) ou medidor de ISWR, seu principal objetivo é avaliar o quão bem a impedância entre o alimentador de um transmissor e suas correspondências de antena.Essa correspondência é útil para a transmissão de energia de radiofrequência eficiente (RF).

O trabalho do medidor SWR é determinar a proporção de energia de RF que se reflete no transmissor em comparação com a energia que é irradiada com sucesso.Idealmente, uma leitura de SWR de 1: 1 significa uma combinação perfeita, onde toda a energia transmitida é totalmente utilizada sem que nenhum seja refletido.Conseguir um SWR baixo é digno de nota, pois significa que a transmissão é eficiente e a perda de energia é minimizada.

A maioria dos medidores de SWR opera usando um acoplador duplo-dirigido que amostra a energia de RF que flui em uma direção.Dentro do medidor, um diodo retifica esta amostra, permitindo uma medição precisa.Em alguns modelos, apenas um único acoplador direcional é usado e o usuário deve girar manualmente o medidor para medir o fluxo de energia nas duas direções da linha de transmissão.Embora os medidores de SWR sejam geralmente muito precisos em frequências mais altas, seu desempenho pode diminuir em frequências mais baixas, principalmente quando as linhas de transmissão são muito longas para serem práticas.

Configuração do medidor SWR

Figura 2: VSMR instalado entre o transmissor e a antena

A configuração de um medidor de VSWR (relação de onda em pé de tensão) é geralmente direta, mas requer atenção cuidadosa aos detalhes para evitar erros comuns.O medidor VSWR é normalmente instalado entre o transmissor e a antena.Esse posicionamento é adequado não apenas para monitorar e ajustar o VSWR em tempo real, mas também para proteger os amplificadores de potência do transmissor.Os altos níveis de VSWR podem potencialmente danificar esses amplificadores ou desencadear seus mecanismos de desligamento de proteção.

Figura 3: Processo de conexão SWR

Para começar, a antena deve ser conectada à porta da formiga (antena) no medidor.Em seguida, use um Lead Patch para conectar o transmissor à porta TX (transmissor) no medidor.Se você estiver usando uma unidade de ajuste de antena (ATU), é digno de nota posicionar o ATU próximo ao transmissor.Essa proximidade aumenta a eficiência de energia e ajuda a proteger o sistema de fatores ambientais que podem afetar o desempenho.Embora a adição de um ATU aumente o custo geral, ele melhora significativamente a facilidade de operação e a eficiência geral do sistema.

Colocar o medidor de VSWR entre o transmissor e o ATU é digno de nota para o monitoramento preciso dos níveis de VSWR, o que é digno de nota para manter a saúde do amplificador.Embora o ATU possa ajustar o VSWR como visto pelo transmissor, ele não altera o VSWR inerente da própria antena.Se a antena não for correspondente corretamente, o VSWR poderá permanecer alto, o que pode levar a ineficiências.Essa configuração garante que você possa monitorar e ajustar com precisão o desempenho, resultando em transmissão eficiente e risco reduzido de danos aos componentes do transmissor.

Preparando -se para a operação do medidor de SWR

A operação de um medidor de SWR envolve várias etapas significativas, especialmente se você é novo no uso deste equipamento.Primeiro, é notável selecionar um canal livre de interferência.Isso ajuda a garantir leituras precisas e impede as interrupções do sinal.Para proteger seu equipamento, reduza a potência do transmissor antes de iniciar, pois um SWR alto pode causar danos.Para as leituras mais consistentes e estáveis, defina o transmissor como um modo de saída fixo, como onda contínua (CW), modulação de amplitude (AM) ou modulação de frequência (FM).

Comece configurando o medidor para medir a potência para a frente.Ajuste gradualmente o botão de calibração para garantir que o medidor não sobrecarregue quando o transmissor estiver ativo.Depois de obter uma leitura em larga escala para obter energia para a frente, mude o medidor para medir a energia refletida.Isso permitirá que você determine o VSWR.É digno de nota interromper a transmissão imediatamente após fazer essas leituras para evitar interferências e evitar sobrecarregar o transmissor.

Para garantir que seu sistema esteja operando efetivamente em todas as frequências, verifique o VSWR em cada frequência que planeja usar.Lembre -se de que o VSWR pode variar significativamente entre diferentes frequências, portanto, esta etapa é usada para o desempenho geral.Se você decidir aumentar a potência do transmissor, recalibre o medidor para manter leituras precisas.Essa rotina não apenas ajuda a proteger seu transmissor, mas também otimiza a eficiência e a confiabilidade do seu sistema de comunicação de rádio.

Figura 4: SWR más leituras

Identificando leituras ruins de SWR

Quando você obtém uma leitura ruim de SWR (taxa de onda em pé), geralmente significa que há um problema na configuração da sua linha de transmissão.Especificamente, indica que uma quantidade significativa de energia está sendo refletida no transmissor, o que geralmente se deve a uma incompatibilidade de impedância.A maioria dos medidores do VSWR fornece um aviso visual - geralmente marcado em vermelho - quando a proporção excede 3: 1.Esse alerta é dominante, pois adverte sobre o risco de danificar seu transmissor devido à energia refletida excessiva.

Embora não haja um padrão rigoroso de "passe" ou "falha" para leituras de SWR, é melhor buscar uma proporção o mais próximo possível de 1: 1.Uma leitura 1: 1 significa que quase toda a energia transmitida está atingindo a antena sem ser refletida, o que minimiza a perda de energia e protege seu equipamento.Ao ajustar sua linha de transmissão para se aproximar dessa proporção ideal, você pode aumentar significativamente a eficiência do sistema e aumentar a vida útil dos seus componentes de rádio.

Locais ideais para medir SWR

Equilibrar a conveniência com precisão é uma obrigação ao decidir onde medir o SWR.O ponto mais direto é geralmente próximo ao transmissor, o que mostra o SWR afetando diretamente seu equipamento de transmissão.No entanto, esse local pode não fornecer uma imagem precisa de como a antena está se saindo.A razão para isso é a perda do alimentador - a perda da força do sinal ao longo da linha de transmissão - que pode absorver parte da potência refletida.Como resultado, uma partida de antena ruim pode parecer aceitável quando medida apenas na extremidade do transmissor.

Para obter uma leitura mais precisa de quão bem sua antena está se saindo, é uma boa ideia fazer medições de SWR em vários pontos ao longo da linha de transmissão, especialmente mais perto da antena.Ao fazer isso, você pode detectar e abordar melhor quaisquer problemas causados ​​pela perda de alimentador.Esse método garante um reflexo mais preciso da eficiência da antena e ajuda a manter a saúde geral do seu sistema de transmissão de radiofrequência.

Figura 5: Medidores direcionais de SWR

Mecânica de medidores de SWR direcionais

Os medidores direcionais de SWR estão equipados com linhas de transmissão internas e acopladores direcionais, permitindo medir com precisão as amplitudes de onda transmitidas e refletidas.Dentro do medidor, os diodos convertem esses sinais de RF em tensões CC.Os capacitores suavizam essas tensões, estabilizando o sinal para garantir uma análise precisa.

Essa configuração avançada é benéfica para a correspondência precisa da impedância dentro da linha de transmissão, o que é substancial para maximizar a eficiência da transmissão.Ao oferecer informações detalhadas sobre a eficiência da transmissão e a saúde geral do sistema, os medidores direcionais de SWR desempenham um papel significativo no diagnóstico e melhoria do desempenho da comunicação por rádio.

Com a capacidade de monitorar e ajustar diretamente os parâmetros -chave, como impedância característica, esses medidores ajudam a manter o sistema operando da melhor maneira possível.Isso não apenas minimiza a perda de energia, mas também reduz o risco de interferência, garantindo que o sistema de comunicação funcione de maneira eficiente e confiável.

Figura 6: Leitura do medidor de SWR

SWR medidor de leitura de faixas

As leituras de SWR (relação de onda em pé) são úteis para avaliar a eficiência e a saúde do seu sistema de transmissão.Os diferentes intervalos dessas leituras fornecem informações perigosas sobre o desempenho do sistema.

Faixa ideal: 1,0 a 1.5- As leituras entre 1,0 e 1,5 são ideais.Eles mostram que há energia mínima de RF refletida e que a transferência de energia está acontecendo com eficiência.Esse intervalo normalmente indica que a antena e a linha de transmissão são bem correspondentes e adequadamente alinhadas.

Faixa aceitável: 1,5 a 1,9- As leituras de 1,5 a 1,9 são geralmente aceitáveis, mas podem sugerir questões menores.Isso pode ser devido a pequenas incompatibilidades na impedância ou no posicionamento da antena abaixo do ideal.Embora não seja perfeito, o sistema ainda está funcionando razoavelmente bem, embora possa se beneficiar de algum ajuste fino.

Faixa problemática: 2,0 a 2.4- Se suas leituras caem entre 2,0 e 2.4, isso sugere problemas mais significativos.Isso pode ser devido a grandes erros de instalação, como uma antena mal montada ou conexões incorretas do alimentador.Nesse intervalo, são necessárias ações corretivas imediatas para evitar mais degradação do sistema.

Faixa grave: acima de 2.5- Leituras acima de 2.5 indicam sérias incompatibilidades e ineficiências no sistema.Nesse nível, há um risco substancial de danificar o transmissor.É desejável intervenção urgente para corrigir esses problemas para evitar falhas operacionais e reparos dispendiosos.

A fórmula SWR explicou

O SWR é determinado usando a seguinte fórmula:

Aqui, representa o coeficiente de reflexão, que é a razão da tensão refletida para a tensão para a frente :

Esta fórmula é fundamental para diagnosticar a eficiência da transmissão e garantir a saúde geral do sistema.O valor dereflete diretamente o grau de incompatibilidade dentro do sistema.A mais alto significa que mais energia está sendo refletida, levando a um SWR mais alto.Isso indica uma incompatibilidade maior, que reduz a eficiência do sistema.

Figura 7: Linha de escada em High SWR

Como a linha da escada facilita as operações de SWR altas?

A linha da escada, conhecida por suas características de baixa perda, oferece vantagens significativas ao lidar com situações de SWR altas.Esse tipo de linha de transmissão, que inclui as variedades de fio aberto e de janela, é particularmente eficaz em altas frequências (HF).Ao contrário dos cabos coaxiais, uma linha de escada tem perdas muito mais baixas, tornando -a uma escolha ideal para esses cenários.

Um dos principais benefícios de uma linha de escada é sua atenuação reduzida.Mesmo quando o SWR é alto, a linha da escada garante que mais energia refletida seja adaptada pela antena, em vez de ser perdida ao longo da linha.Essa eficiência é definitiva porque permite uma melhor utilização de energia, o que melhora diretamente o desempenho geral do sistema de antena.

Em ambientes altos, o uso de uma linha de escada pode aumentar significativamente a eficácia operacional do sistema.Ao minimizar a perda de energia e garantir que mais energia seja irradiada com eficiência, a linha da escada ajuda a manter o desempenho ideal, mesmo sob condições desafiadoras.

Figura 8: proporção de onda em pé e poder refletido

Comparando a proporção de onda em pé e o poder refletido

O SWR (taxa de onda em pé) mede a razão entre a energia refletida e a potência encaminhada em um sistema de transmissão.Quando o SWR é alto, significa que mais energia está sendo refletida ao longo da linha de transmissão, resultando em perda significativa de energia.

Os altos níveis de SWR são preocupantes porque podem causar vários problemas, como superaquecimento, quebra dielétrica e outros efeitos nocivos dentro do sistema.Esses problemas surgem da energia excessiva que não está sendo efetivamente transmitida e, em vez disso, é refletida, causando estresse nos componentes.Para evitar esses riscos, é necessário monitorar e ajustar regularmente o SWR.Manter o SWR dentro dos limites aceitáveis ​​ajuda a garantir que o sistema de transmissão opere de maneira eficiente e segura.

Conclusão

O estudo meticuloso dos medidores de SWR dentro do escopo das comunicações de rádio ressalta seu papel significativo na manutenção e aprimoramento da eficiência e confiabilidade dos sistemas de RF.Desde a configuração inicial e as operações diárias até a abordagem de leituras ruins de SWR e otimizando o desempenho do sistema, esses medidores fornecem informações inestimáveis ​​sobre a saúde e a funcionalidade dos sistemas de transmissão de rádio.Como exploramos, alcançar uma leitura ideal de SWR não é apenas uma necessidade técnica, mas prática, impactando diretamente a longevidade e a eficácia do equipamento de comunicação.

Além disso, as capacidades avançadas dos medidores direcionais de SWR e os benefícios de utilizar linhas de escada em cenários de SWR altos revelam a profundidade das estratégias disponíveis para gerenciar e melhorar as configurações de comunicação de rádio.Monitoramento regular e cálculo preciso de SWR são práticas necessárias que não apenas impedem os danos nos equipamentos, mas também garantem que o sistema opere dentro de sua maior eficiência potencial.Eventualmente, entender e efetivamente usar um medidor de SWR não se trata apenas de proficiência técnica, mas de garantir a integridade e o futuro das comunicações de rádio.Este exame aprofundado fornece aos iniciantes e profissionais experientes o conhecimento e as ferramentas necessárias para aproveitar todo o potencial dos medidores de SWR, contribuindo assim para o sofisticado cenário das telecomunicações modernas.

Perguntas frequentes [FAQ]

1. Como você realiza um teste VSWR?

Para realizar um teste de relação de onda de tensão (VSWR), você precisará de um medidor de VSWR.Conecte o medidor entre o seu transmissor e a antena.Energia no transmissor para enviar um sinal.O medidor VSWR exibirá a razão da potência transmitida versus a potência refletida na antena.A alta VSWR indica baixa eficiência da antena devido à incompatibilidade de impedância.

2. Como você lê um medidor de SWR digital?

A leitura de um medidor de SWR digital (relação de onda em pé) envolve observar a tela digital que mostra o valor do VSWR diretamente.Ligue seu equipamento e assista à tela;Normalmente, ele mostra um número, por exemplo, 1,5, que representa o valor do VSWR, indicando a proporção de potência para a frente para refletir.

3. O que é uma boa leitura de SWR?

Uma boa leitura SWR é tipicamente entre 1,0 e 1,5.Esse intervalo indica um sistema de transmissão eficiente com energia mínima sendo refletida no transmissor.As leituras abaixo de 2.0 são geralmente aceitáveis, mas os valores acima de 2.0 sugerem um sistema ineficiente que pode exigir ajustes na antena ou na linha de alimentação.

4. O que é um medidor de VSWR?

Um medidor de VSWR é um dispositivo usado para medir a relação de onda de tensão em uma linha de transmissão.Ele avalia com que eficácia um sinal de radiofrequência (RF) é transmitido de um transmissor para uma carga (como uma antena), medindo a potência das ondas para frente e refletida.Isso ajuda a avaliar a correspondência entre a linha de transmissão e a carga.

5. Qual é o símbolo para o VSWR?

O símbolo do VSWR é normalmente escrito como VSWR ou às vezes como SWR.Não há um símbolo gráfico específico;Geralmente é representado por esses acrônimos em textos e documentos técnicos.